하수처리장 에너지 절감

정의

하수처리장 에너지 절감은 전력 사용을 줄이고 버려지는 에너지를 회수하는 대책이다.

하수처리장은 24시간 가동되어야 하므로 전력 소비가 항상 발생한다.

하수에는 처리에 필요한 에너지의 약 9배에 이르는 잠재 에너지가 있다는 자료가 있다.

네 가지 축

에너지 절감 대책은 크게 네 축으로 나뉜다.

수요 감소, 에너지 회수, 바이오매스 에너지화, 재생에너지 이용이다.

수요 감소는 분모를 줄이고, 회수와 생산은 분자를 늘린다.

두 방향을 함께 써야 자립률이 올라간다.

소화가스 순환

소화조에서 나온 소화가스는 메탄 함량이 높아 에너지로 쓰인다.

가스엔진이나 열병합발전(CHP)으로 전기와 열을 함께 얻는다.

엔진 냉각수의 열은 다시 소화조 온도 유지에 쓰인다.

소화조 운전 온도는 중온 소화 기준 35±3℃를 유지하는 것이 일반적이다.

방식별 비교

네 방식은 투자 규모와 효과가 나타나는 속도가 서로 다르다.

계측·제어 최적화는 기존 설비를 그대로 두고 운전만 바꾸므로 가장 먼저 시행된다.

바이오매스 에너지화와 에너지 회수는 설비를 새로 설치해야 하므로 계획 단계에서 함께 검토한다.

재생에너지는 일사량과 유량 조건에 따라 발전량이 변동한다.

자립률 계산

에너지 자립률은 생산한 에너지를 처리장 전체 소비 에너지로 나눈 값이다.

예를 들어 연간 전력 소비가 1,000,000kWh인 처리장을 생각해 보자.

바이오가스 발전 350,000kWh와 태양광 발전 50,000kWh를 더한다.

400,000을 1,000,000으로 나누면 0.4, 즉 자립률은 40%가 된다.

헷갈리는 점: 하수열

하수열은 방류수 온도를 이용해 열을 회수하는 방식이다.

방류수 온도가 높은 계절에 열펌프로 열을 끌어올려 회수한다.

열펌프 효율은 투입 전력 대비 회수 열량인 성능계수(COP)로 평가한다.

하수열을 서술할 때는 방류수 온도 조건을 빼먹으면 감점 요인이다.

정리와 채점 포인트

마지막으로 정리한다. 절감 대책은 네 축으로 나누어 답안을 쓴다.

설비 교체 한 가지로만 쓰면 감점이다. 에너지 감사 없이 교체만 제시해도 감점이다.

바이오가스 활용처를 전력·열·연료로 구분하지 않으면 감점 요인이다.

에너지 감사로 대상 설비를 정한 뒤 대책을 제시하면 과정 점수를 받는다.